Science：改写讲义！Science首次揭秘，关于“受精卵”的这一认知，我们错了

【由此可知1】Artistic 3D rendering of the dual spindle in the mammalian zygote.IMAGE: Cartasiova, Hoissan, Reichmann, Ellenberg/EMBL长期以来，生物学家们认为，在生殖细胞的第一次细胞内受控时，是一个长丝（spindle）负责将基因受控到2个细胞内里。然而，EMBL的生物学家们现在却发现，本来有2个长丝参加了基因受控全过程：每一套性状基因都是一个完全相同的长丝。何为长丝？它由被专指细胞内器（microtubules）的细的、管状核酸组成。在动物细胞内有丝受控期间，细胞内器会动态生长，并自我的组织成一个围绕基因的双极长丝（bi-polar spindle）。细胞内器细丝朝向基因生长，并与之相连，为将基因受控到子细胞内要用马上。改写认知【由此可知2】在晚期哺乳动物生殖细胞里，生殖细胞里双长丝的转变成使性状线粒体保持受控（由此可知片来源：Science）通常原因下，每个细胞内只有1个双极长丝，然而，题为“Dual-spindle formation in zygotes keeps parental genomes apart in early mammalian embryos”的这项深入研究表明，在生殖细胞第一次细胞内受控期间，有2个双极长丝用到：一个负责受控来自丈夫的基因，一个负责受控来自弟弟的基因。这意味着，来自每个性状（弟弟和丈夫）的遗传接收者在第一次受控时是从前的（见下由此可知左边模型）。【由此可知3】令人意外的是，在大鼠里，生殖细胞第一次受控期间，来自雄性和雌性（精子和生殖细胞）的基因在相同的长丝上被从前。这增加了转变成多核细胞内的可能性。（哺乳动物的第一次有丝受控 | 由此可知片来源：Science）领导该深入研究的Jan Ellenberg说：“原先，我们已经知道，在像寄生虫这样的简单生物里有双长丝的转变成，但我们回事很难想过在像大鼠这样的哺乳动物背上也会发生这种原因。这一发现是一个巨大的惊喜。”【由此可知4】大鼠生殖细胞的免疫荧光染色（左由此可知）表明，有2个有丝受控长丝（深金色）平行排列。右由此可知表明了细胞内器的组织教育里心（洋红色）、细胞内器与基因融合的核糖体（灰色）以及基因（金色）。新技术突破事实上，为了厘清在生殖细胞退化晚期性状基因是如何融合和受控的，生物学家们必须在相当高的维度和时间分辨率下对生殖细胞进行扫描。而如果很难由Ellenberg及论文共同作者Lars Hufnagel团队开发出的新透镜新技术LSMT（light-sheet microscopy technology），EMBL的深入研究团队是不可能获得这一发现的。该新技术必需对生殖细胞退化的晚期前期进行数据处理、3D扫描。之所以原先的新技术不行，是因为在退化的晚期前期，生殖细胞对光线相当敏感，会被传统的光学透镜方法破坏。LSMT的高速和维度弹道（high speed and spatial precision）大大减少了生殖细胞接触的光量，从而使得详细分析这些原先隐藏的全过程成为了可能。密切关系每个人的生命都是从生殖细胞受精开始的。生物学家们认为，双长丝的转变成可能外解释了为什么哺乳动物在晚期退化前期（生殖细胞最初的几次细胞内受控里）会有相当高的有误率。如由此可知3（红框标记处）右由此可知，如果长丝的两极很难可视和融合，那么，生殖细胞的大分子可能会被拉向3个或4个方向，而不是2个。而这种有误会随之而来拥有多个细胞内核的细胞内产生，从而终止生殖细胞退化。Ellenberg认为，双长丝透过了一种原先推断出的机制。每一次，相当极为重要的一步工作是，调查双长丝是否在本能里发挥了相同的发挥作用。因为，这将为深入研究如何改善本能不育治疗透过相当有价值的接收者。类似典故：Judith Reichmann, Bianca Nijmeijer, M. Julius Hossain, et.al. Dual-spindle formation in zygotes keeps parental genomes apart in early mammalian embryos. Science 13 Jul 2018